1. Бұрғылау қондырғыларының құрамы мен бөлімдерінің орналасуы

Бұрғалау қондырғысы ұңғыманы бұрғылауға арналған құрал-жабдықтар кешені. Ол бұрғылау тәсіліне қарай: айналмалы Бұрғалау қондырғысы (көп тараған түрі) және соққылы Бұрғалау қондырғысы болып екіге бөлінеді. Айналмалы Бұрғалау қондырғысының құрамына бұрғылау мұнарасы, күштік жетек, түсіріп-көтеру операцияларын механикаландыруға арналған құрал-жабдықтар, бұрғылау сорғылары, шайғыш ерітіндіні дайындауға, тазалауға және оны өңдеп қайта қолдануға арналған құрал-жабдықтар, т.б. енеді. Бұрғалау қондырғысы мұнай, газ және терең геологиялық барлау ұңғымаларын бұрғылауға арналған тұрақты Бұрғалау қондырғысы, көбіне геологиялық барлау жұмыстарында, су астындағы бұрғылауда және құрылыс жұмыстарында қолданылатын жылжымалы Бұрғалау қондырғысы, негізінен қопарылыс ұңғымаларын бұрғылауға арналған (жабдықтары шынжыр табанды не доңғалақты сүйреткіштерге, автомобильге, тракторға, катерге, т.б. орнатылған), өздігінен жүретін Бұрғалау қондырғысы және жетуі қиын жерлерде бұрғылау жұмыстарын жүргізуге арналған тасымалды Бұрғалау қондырғысы болып ажыратылады. Тау-кен ісінде Бұрғалау қондырғысы бұрғылау станоктары деп аталынады. 

2. Бұрғылау бағанасын есептеу

Пайдалану процесінде бұрғылау бағанасының сипаты мен мәні әртүрлі күштерді қабылдайды. Қабылданған тәсіл бойынша бұрғылау бағанасын беріктікке өзінің ауырлық күшінің, өткізетін бұру моменті мен айналдыруға байланысты тұрақтылықтың төмендігінен туған иілу әсеріне есептейді. Бұрғылау бағанасының ұсталғанын жою процесінде, оның үдеуі мен тежелгішіндегі түсіру– көтеру әрекеттеріндегі және де ұңғыманың қабырғасымен үйкелісінде, қашау мен тік қозғалтқышынан пайда болғандіріл күштері керек беріктік қорын қабылдағанда ескеріледі.

Есептеу күштері бұрғылау бағанасының конструкциясына, бұрғылаудың тәсілі мен ережесіне байланысты, сондықтан олар бұрғылау ережесі мен ауырлатылған және бұрғылау құбырларының түр өлшемін алдын ала қабылдағаннан кейін анықталынады.

Ауырлатылған бұрғылау құбырларының (АБҚ) диаметрі қашау өлшемдеріне және күтілетін бұрғылау жағдайына байланысты қабылданады. Роторлы бұрғылауда АБҚ диаметрі қашау диаметрінің 0,65…0,85 бөліп құрайтын (№5 кесте) түп қозғалтқышынан бұрғылағанда АБҚ диаметріпайдаланатынтүп қозғалтқышыныңдиаметрімен бірдей қабылданады.

АБҚ ұзындығы l₀ мына жағдайларға байланысты табылды:

роторлық бұрғылауда, м

l₀=1,25Р_Д/q

түп қозғалтқыштарымен бұрғылауда, м

l₀=(1,25Р_Д–G_ЗД)/q,мұндағыР_Д–қашауға түсетін остік күш, Н;q–АБҚ 1 м ұзындығының ауырлық күші, Н.

Бұрғылау құбырының диаметрі бұрын түсірілген орнатылған бағананың диаметрі мен бұрғылау тәсіліне байланысты алынады

Бұрғылау бағанасының төменгі шетімен х қашықтықта орналасқан құбырдың кесіндісіндегі оның өзінің ауырлық күшінен пайда болатын кернеу

σ=G_X/F=KFxρg/F=Kxρg

мұндағы G_X–бұрғылау бағанасының хұзындығының ауырлық күші;F–бұрғылау құбырының тегіс бөлігініңсақиналық кесіндісінің ауданы; ρ – материал тығыздығы; – құбыр материалының меншікті ауырлық күші;g – еркін түсу үдеу;K–бұрғылау құлыптары мен құбыр ұштарыныңжуандылығынескеретін коэффициент.

Формуланы талдау:

Құбырлар бағанасының өзінің (салмағынан) ауырлық күшінен бұзылатын ұзындығы, яғни алмағайып ұзындығы L_калдыңғы формула шегінде L_к=σ_В/Kγ,

шекті ұзындығы , мұндағы σ_T–шекті ағу кернеуі.

Бұрғылау бағаналарын беріктікке есептеудің салалық тәсілі бойынша статикалық беріктікке олар өзінің ауырлық күшіне есептелінеді. Бұрғылау қашауы жұмысынан пайда болатын бұрғылау моменті салыстырмалы аз болғандықтан беріктікке есептегенде ескерілмейді. Статикалық созуға бұрғылау құбырының тегіс бөлігінің кесіндісі қауіпті, өйткені құбырлардың ұштары қалыңдатылғандықтан олар аз қауіпті.

Статикалық беріктікке бұрғылау бағанасын мына жағдайда есептеледі

мұндағыσ–тарту (созылу) кернеуі;G–есептеу күші;F–бұрғылау құбырының тегіс бөлігінің кесіндісінің ауданы;[S_σ]–созылуға жіберілген беріктік қоры; (σ_T–ағу шегі).

Есептеу күші

мұндағыlжәне l₀–бұрғылау бағанасының және АБҚ ұзындықтары;qжәне q₀–бұрғылау құбыры мен АБҚ 1 м–інің ауырлық күші, Н;G_ЗД–түп қозғалтқыштарының ауырлық күші, Н;ρ_жжәне ρ–жуу сұйығы мен құбыр материалының тығыздығы, кг/м³;ρ_nжәне ρ₀–түп қозғалтқышы мен қашаудағы сәйкес қысымдар өзгеруі, Па;F_П–құбырдың өту зонасының ауданы, м².

Құбыр материалының керекберіктігін табамыз және онымен материал таңдауға болады.

Беріктік қоры сапалық нормалармен шектелген. Егер бұрғылау бағанасының жуу сұйығын жеңілдетілмейтінін ескермесек деп қабылдайды. Мұнда жуу сұйығының шығару күші басқа есептегенде ескермеген күштерге тең деп алынған.

Егер бұрғылау бағанасының өзінің ауырлық күші мен беретін бұрау моменті ескерілсе, онда кернеудің ең көп мәнін бұрғылау бағанасының үстіңгі кесіндісінде болады. Ең көп жанама кернеулер теориясы бойынша (беріктіктің үшінші теориясы) созылу мен бұраудың бірге әсерінен беріктік жағдайды мына формуламен ескеріледі

мұндағыσ–созылукернеуі;τ–жанамакернеуі.